RU40442U1

RU40442U1 - WATER BOILER

Info

Publication number: RU40442U1
Application number: RU2004101883/22U
Authority: RU
Inventors: Е.А. Ночевкин
Original assignee: Ночевкин Евгений Андреевич
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2004-09-10

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в котлах, работающих в системах отопления при обогреве помещений площадью от 100 м² до 2000 м² . Технический результат предлагаемой полезной модели: снижение температуры отходящих газов с 70° С до 25°-30°С, утилизация, не менее чем на 25%, тепла отходящих газов и экономия сжигаемого топлива не менее, чем на 25%, который достигается за счет того, что водогрейный котел имеет два теплообменника основной 2 и дополнительный 3, которые через патрубки 6 и 7 подсоединяются каждый к своей автономной системе отопления - основной и дополнительной.The utility model relates to a power system and can be used in boilers operating in heating systems when heating rooms ranging from 100 m ² to 2000 m ² . The technical result of the proposed utility model: reducing the temperature of the exhaust gases from 70 ° C to 25 ° -30 ° C, utilization, not less than 25%, of the heat of the exhaust gases and saving burned fuel by not less than 25%, which is achieved by the fact that the boiler has two heat exchangers, the main 2 and additional 3, which are connected through pipes 6 and 7 to each of their autonomous heating systems - the main and additional.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в котлах, работающих в системах отопления при обогреве помещений площадью от 100 м² до 2000 м².The utility model relates to a power system and can be used in boilers operating in heating systems when heating rooms ranging from 100 m ² to 2000 m ² .

Известен водогрейный котел в описании изобретения к авторскому свидетельству №1652768 А1, F 24 H 1/14, Бюл. №20 от 30.05.1991, авт. В.Л.Звягинцев, Г.Л.Звягинцев (аналог). Водогрейный котел, содержащий размещенную в корпусе топку с верхним, передним, задним и боковыми обрамляющими экранами из труб с плавниками, отличающийся тем, что с целью повышения теплопроизводительности и надежности, в каждой трубе верхнего экрана поперечно по всей длине установлены дымогарные трубы, выходные торцы которых расположены по разные стороны от вертикальной диаметральной плоскости трубы.Known hot water boiler in the description of the invention to the copyright certificate No. 1652768 A1, F 24 H 1/14, Bull. No. 20 dated 05/30/1991, ed. V.L. Zvyagintsev, G.L. Zvyagintsev (analogue). A water boiler containing a firebox located in the casing with upper, front, rear and side framing screens of pipes with fins, characterized in that in order to increase heat production and reliability, smoke tubes are installed transversely along the entire length in each pipe of the upper screen, the outlet ends of which located on opposite sides of the vertical diametrical plane of the pipe.

Котел, по п.1 отличающийся тем, что плавники верхнего экрана выполнены в виде дуги окружности, обращенной выпуклостью в сторону корпуса.The boiler according to claim 1, characterized in that the fins of the upper screen are made in the form of an arc of a circle convex towards the body.

Недостатки данной конструкции котла: чрезмерная сложность в устройстве и дороговизна в изготовлении.The disadvantages of this design of the boiler: excessive complexity in the device and the high cost of manufacture.

Известен также водогрейный котел в описании изобретения к авторскому свидетельству №1776927А1, F 24 H 1/08, Бюл. №43 от 23.11.1992, авт. Ю.М.Макутонин, В.Л.Маменко, А.А.Воробей и П.Ф.Андрющенко (аналог).Also known is a boiler in the description of the invention to copyright certificate No. 1776927A1, F 24 H 1/08, Bull. No 43 on 11/23/1992, ed. Yu.M. Makutonin, V.L. Mamenko, A.A. Vorobey and P.F. Andryushchenko (analogue).

Водогрейный котел, содержащий размещенные в вертикальном корпусе топочную камеру, теплообменные секции, газоходы, соединенные с выходным патрубком посредством сборного короба, на стенке которого установлен датчик тяги, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы котла, выходной патрубок заведен в сборный короб частью своей длины, составляющей не менее половины длины теплообменника и выполненный с косым срезом в верхней части.A water boiler containing a combustion chamber located in a vertical casing, heat exchange sections, flues connected to the outlet pipe by means of a collection box, on the wall of which a draft sensor is installed, characterized in that, in order to increase the reliability of the boiler, the outlet pipe is inserted into the collection box by a part its length, which is at least half the length of the heat exchanger and made with an oblique cut in the upper part.

Недостатки: применение только при работе на газообразном топливе.Disadvantages: use only with gaseous fuels.

Наиболее близким техническим решением является бытовой водогрейный котел в описании изобретения к авторскому свидетельству №1760256А1, F 24 H 1/00, Бюл. №33 от 07.09.1992, авт. Б.Ю.Голубицкий, А.Ф.Белоус, Н.Д.Эйкалис (прототип). Бытовой водогрейный котел, содержащий топку, размещенную в водоохлаждаемом корпусе, снабженном змеевиковым теплообменником, выполненным из оребренных труб, отличающийся тем, что, с целью улучшения эффективности нагрева воды, теплообменник расположен в верхней части корпуса и выполнен из секций, соединенных между собой последовательно, в каждой из которых труба змеевика закручена по однозаходной винтовой линии, шаг между витками которой превышает двукратный диаметр труб.The closest technical solution is a domestic hot water boiler in the description of the invention to copyright certificate No. 1760256A1, F 24 H 1/00, Bull. No 33 on 09/07/1992, ed. B.Yu. Golubitsky, A.F. Belous, N.D. Eikalis (prototype). A household hot water boiler containing a firebox housed in a water-cooled body equipped with a coil heat exchanger made of finned tubes, characterized in that, in order to improve the efficiency of heating the water, the heat exchanger is located in the upper part of the body and is made of sections interconnected in series in each of which the coil pipe is twisted along a single-start helix, the step between the turns of which exceeds twice the diameter of the pipes.

Недостатки: достаточно высокая температура отходящих газов на выходе из котла, отсутствие возможности утилизации части тепла отходящих газов.Disadvantages: a sufficiently high temperature of the exhaust gases at the outlet of the boiler, the inability to utilize part of the heat of the exhaust gases.

Технический результат предлагаемой полезной модели: снижение температуры отходящих газов с 70°С до 25-30°С, утилизация, не менее чем на 25%, тепла отходящих газов, экономия сжигаемого топлива не менее чем на 25%.The technical result of the proposed utility model: reducing the temperature of the exhaust gases from 70 ° C to 25-30 ° C, utilization, not less than 25%, of the heat of the exhaust gases, saving burned fuel by at least 25%.

Технический результат достигается за счет того, что конструкция котла предусматривает в его устройстве наличие теплообменного элемента, состоящего из двух теплообменников: основного и дополнительного. Достижение утилизации тепла отходящих газов, снижения расхода сжигаемого топлива обеспечивается тем, что основной и дополнительный теплообменники не зависят друг от друга и работают автономно в совершенно независимых друг от друга системах отопления, располагаясь последовательно по вертикали - дополнительный над основным.The technical result is achieved due to the fact that the design of the boiler provides for the presence of a heat exchange element in its device, consisting of two heat exchangers: the main and the additional. Achievement of heat recovery of exhaust gases, reduction of fuel consumption is ensured by the fact that the main and additional heat exchangers are independent of each other and work autonomously in completely independent heating systems, located sequentially vertically - additional above the main one.

Отличительной особенностью заявленной полезной модели является то, что общие размеры котла остаются прежними и не происходит увеличения количества материала, необходимого для изготовления котла.A distinctive feature of the claimed utility model is that the overall dimensions of the boiler remain the same and there is no increase in the amount of material necessary for the manufacture of the boiler.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в конструкции котла применяется дополнительный The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the design of the boiler an additional

теплообменник, позволяющий: снизить температуру отходящих газов с 70°С до 25-30°С, поскольку конструкция котла обеспечивает расположение дополнительного теплообменника над основным, при выходе из которого отходящие газы имеют температуру одинаковую с температурой теплоносителя (воды) в этом теплообменнике (70-80°С), то при попадании в теплообменные трубы дополнительного теплообменника и прохождении по ним, отходящие газы дополнительно отдают тепло стенкам этих труб, нагревая при этом воду в дополнительном теплообменнике и охлаждаясь при выходе из него до температуры 25-30°С.; утилизировать не менее 25% тепла отходящих газов и тем самым сэкономить сжигаемого топлива не менее чем на 25%, что является дополнительным преимуществом и отличием предлагаемой конструкции котла от аналогов. Таким образом, предлагаемая конструкция водогрейного котла соответствует критерию полезной модели «новизна».heat exchanger, which allows you to: reduce the temperature of the exhaust gases from 70 ° C to 25-30 ° C, because the boiler design provides an additional heat exchanger above the main one, at the exit of which the exhaust gases have the same temperature as the temperature of the heat carrier (water) in this heat exchanger (70- 80 ° C), then when an additional heat exchanger enters the heat exchange pipes and passes through them, the exhaust gases additionally give heat to the walls of these pipes, while heating water in the additional heat exchanger and cooling when During thereof to a temperature of 25-30 ° C .; utilize at least 25% of the heat of the exhaust gases and thereby save burned fuel by at least 25%, which is an additional advantage and the difference between the proposed boiler design and its analogues. Thus, the proposed design of the boiler corresponds to the criterion of the utility model of "novelty."

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что применение труб в конструкции теплообменного элемента известно, но в данном случае за счет применения дополнительного теплообменника снижается температура отходящих газов до 25-30°С, утилизируется тепло отходящих газов и достигается экономия сгораемого топлива не менее, чем на 25%.Comparison of the proposed solution with other technical solutions in this technical field shows that the use of pipes in the design of the heat exchanger element is known, but in this case, by using an additional heat exchanger, the temperature of the exhaust gases is reduced to 25-30 ° C, the heat of the exhaust gases is utilized and savings in the combustible fuel not less than 25%.

Таким образом, предлагаемая полезная модель обладает признаками позволяющими сделать вывод о ее соответствии критерию «существенные отличия».Thus, the proposed utility model has features that make it possible to conclude that it meets the criterion of "significant differences".

На фиг.1 изображен вертикальный разрез водогрейного котла предлагаемой полезной модели.Figure 1 shows a vertical section of a boiler of the proposed utility model.

На фиг.2 изображено горизонтальное сечение котла по основному теплообменнику А-А, это же изображение является и горизонтальным сечением котла по дополнительному теплообменнику Б-Б, поскольку эти теплообменники отличаются только длиной отрезков труб, а все остальное в их конструкции одинаково.Figure 2 shows the horizontal section of the boiler along the main heat exchanger A-A, the same image is the horizontal section of the boiler along the additional heat exchanger BB, since these heat exchangers differ only in the length of the pipe sections, and everything else in their design is the same.

Сущность полезной модели.The essence of the utility model.

Водогрейный котел состоит из четырех основных частей: топки 1, где происходит сгорание твердого или газообразного топлива; теплообменного элемента, состоящего из основного теплообменника 2; дополнительного теплообменника 3 и колпака 4 для сбора дымовых газов и отвода их через стояк дымовой трубы в атмосферу.A hot water boiler consists of four main parts: furnace 1, where solid or gaseous fuel is burned; a heat exchange element consisting of a main heat exchanger 2; additional heat exchanger 3 and cap 4 for collecting flue gases and their removal through the chimney riser into the atmosphere.

Теплообменник основной 2 состоит из определенного количества отрезков труб, которые по концам все вварены в торцевые фланцы так, чтобы внутри труб оставался сквозной проход для горячих газов (размещение труб во фланцах одинаковое и показано на фиг.2). Количество труб, их длина и диаметр определяются конструкцией котла для определенной отапливаемой площади. Верхний и нижний торцевые фланцы с четырех сторон металлическими листами, являющимися фактически боковыми стенками, свариваются в герметичный короб, внутри которого находится вода, являющаяся теплоносителем.The main heat exchanger 2 consists of a certain number of pipe segments that are welded at the ends to the end flanges so that there is a through passage for hot gases inside the pipes (the placement of the pipes in the flanges is the same and shown in figure 2). The number of pipes, their length and diameter are determined by the design of the boiler for a specific heated area. The upper and lower end flanges on four sides with metal sheets, which are actually the side walls, are welded into an airtight box, inside of which there is water, which is a coolant.

Дополнительный теплообменник 3 устроен аналогично основному, с той лишь разницей, что длина отрезков труб составляет половину длины отрезков труб основного теплообменника, что является достаточным, как показала практика, для отбора дополнительного тепла при прохождении горячих газов через этот теплообменник.The additional heat exchanger 3 is arranged similarly to the main one, with the only difference being that the length of the pipe segments is half the length of the pipe segments of the main heat exchanger, which is sufficient, as practice has shown, for the selection of additional heat during the passage of hot gases through this heat exchanger.

Основной теплообменник 2 расположен сразу над топкой 1, откуда горячие газы попадают во внутренние полости труб данного теплообменника. Дополнительный теплообменник 3 расположен сразу над основным теплообменником 2 и завершает конструкцию котла колпак 4, который собирает дымовые газы и направляет их в стояк дымовой трубы.The main heat exchanger 2 is located immediately above the furnace 1, from where hot gases enter the internal cavity of the pipes of this heat exchanger. An additional heat exchanger 3 is located immediately above the main heat exchanger 2 and completes the design of the boiler cap 4, which collects flue gases and directs them to the chimney riser.

Пример работы котла: горячие газы из топки 1 попадают во внутренние полости труб основного теплообменника 2 и при движении по длине труб отдают тепло внутренним поверхностям стенок труб данного теплообменника, а наружные поверхности этих труб омываются теплоносителем - водой, которая нагреваясь, через патрубки 6 и 7 от Example of the boiler: hot gases from the furnace 1 enter the internal cavities of the pipes of the main heat exchanger 2 and, when moving along the length of the pipes, they give off heat to the internal surfaces of the walls of the pipes of this heat exchanger, and the external surfaces of these pipes are washed by the heat carrier - water, which is heated through pipes 6 and 7 from

основного теплообменника 2 поступает в основную систему отопления для обогрева спальных помещений и в которой обеспечивается кругооборот теплоносителя. Горячие газы после выхода из труб основного теплообменника 2 попадают во внутренние полости труб дополнительного теплообменника 3, наружные поверхности труб которого также омываются водой, являющейся теплоносителем другой автономной системы отопления, в которой также обеспечивается кругооборот теплоносителя, и служащей для отопления неспальных помещений (площадок, коридоров, веранд, гаражей и т.п.).the main heat exchanger 2 enters the main heating system for heating dormitory rooms and in which the coolant circuit is provided. Hot gases after leaving the pipes of the main heat exchanger 2 fall into the internal cavities of the pipes of the additional heat exchanger 3, the outer surfaces of the pipes of which are also washed with water, which is the heat carrier of another autonomous heating system, which also provides the heat carrier circulation, and serves for heating non-sleeping rooms (platforms, corridors , verandas, garages, etc.).

После выхода из дополнительного теплообменника 3 дымовые газы попадают в колпак 4, где собираются и по трубе направляются в стояк дымовой трубы. Таким образом, применение дополнительного теплообменника позволяет снизить температуру отходящих газов с 70° С до 25-30°С, утилизировать не менее 25% тепла отходящих газов и сэкономить не менее 25% топлива.After exiting the additional heat exchanger 3, the flue gases enter the hood 4, where they are collected and sent through the pipe to the chimney riser. Thus, the use of an additional heat exchanger reduces the temperature of the exhaust gases from 70 ° C to 25-30 ° C, utilizes at least 25% of the heat of the exhaust gases and saves at least 25% of the fuel.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Сборка котла осуществляется на сварке через асбестовое уплотнение. Сначала ставится асбестовое уплотнение между топкой и основным теплообменником 2, и эти два элемента котла свариваются в одно целое. Затем ставится уплотнение асбестовое между основным 2 и дополнительным 3 теплообменниками, и затем дополнительный теплообменник приваривается к основному 2. Колпак 4 ставится на дополнительный теплообменник 3 через асбестовое уплотнение и остается неприваренным, поскольку должен быть съемным для выполнения работы по очистке от нагара и копоти внутренних поверхностей труб теплообменников основного и дополнительного. Завершающим этапом сборки и подготовки котла к работе является установка соединительной трубы от колпака до стояка дымовой трубы.Assembly of the boiler is carried out by welding through an asbestos seal. First, an asbestos seal is placed between the furnace and the main heat exchanger 2, and these two elements of the boiler are welded together. Then, an asbestos seal is placed between the main 2 and additional 3 heat exchangers, and then the additional heat exchanger is welded to the main 2. The cap 4 is placed on the additional heat exchanger 3 through the asbestos seal and remains non-welded, since it must be removable to perform the cleaning of soot and soot of internal surfaces pipes of heat exchangers of the primary and secondary. The final stage of the assembly and preparation of the boiler for operation is the installation of a connecting pipe from the hood to the chimney riser.

Claims

A water boiler, including a vertical body, a furnace, a heat exchange element, a hood for collecting and removing flue gases into the chimney, characterized in that the heat exchange element, which is a duct, consists of side walls welded into the flanges of the pipe sections, and is divided into two working in autonomous heating systems of the heat exchanger - the main and additional, which are arranged sequentially vertically - additional above the main, and which are arranged identically, differ only in the length of the pipe sections used, accordingly, the height of the heat exchangers is an additional half that of the main one, the heat exchange pipes of which are of the same diameter and are staggered in the end flanges of both heat exchangers.